本发明涉及生活用水净化技术领域，具体涉及一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯及其制备方法。
背景技术：
随着人们生活质量的提高，人们对于饮用水的标准也越来越高，不仅要求饮用水无毒、无害、无异味，还要含有一定的矿物质和微量元素，从而保证人们可以直接饮用并有益于身体健康。然而，随着水污染的加剧，获取安全用水已经成为一项世界性的难题，尤其是水中的病毒和细菌等微生物，即使含量很少，但是一旦进入人体，将会诱发各种疾病。传统的饮用水净化剂主要为氯气和次氯酸，虽然对于细菌等微生物的灭杀效果较好，但是并不能除去水中的重金属和颗粒污染物，还存在净水时间长、使用量大、引入有毒杂质等一系列问题。由于活性炭具有优良的微孔结构特性和表面化学活性，可高效吸附水中重金属离子和有机物，因此常常被用作生活用水滤芯。然而，由于活性炭滤芯是一种被动滤芯材料且极易饱和吸附，若不及时清理会导致有害物质重新进入饮用水中，除此之外，积累大量有机物的活性炭滤芯会促进有害细菌大量繁殖，从而导致净水能力下降甚至造成二次水污染。
目前，研究人员已经研发出一种陶瓷滤芯，主要用于对饮用水进行过滤、抗菌和活化处理，可以有效去除有害的余氯、悬浮污染物、有机化学物质、颜色与异味，进而过滤出达到一定饮用标准的饮用水。陶瓷滤芯既可以应用于净水器、桶装水和分质供水等行业，也可以应用于对水质供应有相应要求的其它场合。然而，陶瓷滤芯一般采用银作为抗菌杀菌材料，但由于银的价格昂贵，且在高温氧化环境下容易被氧化，导致陶瓷滤芯的制备成本、使用成本均较高，而且抗菌性能得不到有效保证。
硅藻壳是纯天然生成的纳米材料，具有优异的机械性能，丰富的微孔-介孔结构(2～100nm)和巨大比表面积(100～600m2/g)，具有卓越的过滤效果和吸附功能，现在已经被广泛应用于光电器件、阳极材料、染料敏化太阳能电池和吸附材料。而且，硅藻壳微孔-介孔结构表面的硅羟基si-oh有助于ag+在其表面的附着，主要是通过碱性条件下的载银处理将[ag(nh3)2]+或agoh附着在孔隙结构表面，随后经过焙烧将其转变为纳米银，从而实现对附着在硅藻壳表面细菌的灭活。现有技术已经公开了带有载银硅藻土的陶瓷滤芯，具有良好的净水效果，而且提高了陶瓷滤芯的工作寿命。
例如cn105152639a公开了一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯及其制备方法，所述制备方法包括：将硅藻土、抑菌剂等原料组分球磨后再搅拌成浆，然后倒入石膏模具中并获得空心的陶瓷滤芯坯体，随后将陶瓷滤芯坯体干燥并在真空反应烧结炉中烧结成型，其中，所述抑菌剂包括表面被喷涂有银离子浆液的贝壳粉等固体颗粒。所述制备方法采用先制坯料再烧结成型的工艺，烧结温度高达810-870℃，不仅导致制备得到的陶瓷滤芯抗压强度低，还会严重破坏陶瓷滤芯中硅藻土的多孔结构，降低抗菌和净水性能；此外，制备得到的陶瓷滤芯含有贝壳粉等成分，不可避免地含有对人体健康不利的重金属，如铜、铅、六价铬等，使得该类陶瓷滤芯的使用受到很大限制，不利于大规模推广使用。
cn107602101a公开了一种高效抑菌的陶瓷滤芯及其制备方法，所述制备方法包括：将硅藻土、抑菌剂等原料成分混合后加入水玻璃获得混合粉料，然后依次进行加水润湿、干燥、过筛得到处理后的混合粉料，随后按照滤芯的形状规格挤出成型并干燥得到滤芯生坯，最后在惰性气体气氛下煅烧成型。所述制备方法采用先制坯料再烧结成型的工艺，烧结温度高达950-1050℃，不仅导致制备得到的陶瓷滤芯抗压强度低，还会严重破坏陶瓷滤芯中硅藻土的多孔结构，降低抗菌和净水性能。
cn103382127a公开了一种复合陶瓷滤芯及其制备方法，所述制备方法包括：将各物料混合均匀，真空练泥，压制成型，陈化放置4-6小时，送入隧道式烧结炉中烧结处理，在420-450℃下烧结2-3小时后，以6-8℃/分钟速率升温至650-680℃下烧结2-3小时，再以10-12℃/分钟速率升温至1050-1080℃下烧结3-4小时，取出冷却，送入3-4％的盐酸溶液中浸泡3-4小时，然后送入400-450ppm的高锰酸钾溶液中浸泡2-3小时，取出烘干即得。所述制备方法不仅采用了先制坯料再烧结成型的工艺，烧结温度高达1050-1080℃，还包括陈化步骤和三段升温烧结，制备过程耗能耗时，生产效率较低，而且制备得到的陶瓷滤芯还具有抗压强度低、多孔结构被破坏等缺陷；此外，制备得到的陶瓷滤芯含有沸石粉等成分，不可避免地含有对人体健康不利的重金属，如铜、铅、六价铬等，使得该类陶瓷滤芯的使用受到很大限制，不利于大规模推广使用。
cn104043288a公开了一种纳米银硅藻土抗菌滤芯及其制备方法，所述制备方法包括：对硅藻土依次进行提纯和载银处理，按比例对各原料进行称取、混合和研磨，用液相原料混炼，陈腐处理4h～6h，原料压铸或挤压成滤芯毛坯并干燥，烧结滤芯毛坯。所述制备方法采用了先制坯料再烧结成型的工艺，烧结温度高达1050℃，不仅导致制备得到的陶瓷滤芯抗压强度低，还会严重破坏陶瓷滤芯中硅藻土的多孔结构，降低抗菌和净水性能。
综上所述，目前亟需开发一种新型的载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，在保证多孔结构的同时提高陶瓷滤芯的抗压强度。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，所述制备方法对含载银硅藻壳的原料颗粒依次进行混合、研磨、液相混炼和干燥，然后进行热压烧结，得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。所述制备方法采用压制和烧结同时进行的热压烧结处理，相比于现有技术中先制坯料再烧结成型的工艺，可以将烧结温度降低，不仅可以保证载银硅藻壳的多孔结构不被破坏，还可以大大提高陶瓷滤芯的抗压强度；而且，制备得到的载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的纳米银负载量为0.15～0.4％，具备优良的吸附性能，过滤精度高达10～100μm，比表面积可以达到65m2/g，还具有杀菌灭活作用，保证生活用水水质安全，延长陶瓷滤芯的使用寿命，进一步增加产品市场竞争力。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将具有目标质量比例的原料颗粒进行混合和研磨，得到混合粉料；其中，所述原料颗粒包括载银硅藻壳；
(2)将步骤(1)得到的混合粉料进行液相混炼和干燥；
(3)将步骤(2)处理得到的混合粉料装入模具并封口，然后进行热压烧结，得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
与现有技术中先制坯料再烧结成型的工艺不同，本发明所述制备方法采用压制和烧结同时进行的热压烧结处理，使得烧结温度较低，不仅可以保证载银硅藻壳的多孔结构不被破坏，还可以大大提高陶瓷滤芯的抗压强度；而且，制备得到的载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯不仅含有负载着纳米银颗粒的载银硅藻壳，具有优良的抗菌性能，可以保证生活用水水质安全，避免有害的重金属离子和微生物对人体的侵害，还具有吸附性能优良、过滤精度高达10～100μm、比表面积可以达到65m2/g、耐腐蚀效果显著、使用寿命较长等优点，进一步增加了产品市场竞争力。
与现有技术中陶瓷滤芯采用硅藻土不同，本申请所述陶瓷滤芯采用硅藻壳，具有以下优势：
1)硅藻壳保留有完整的多级孔隙结构，孔隙率高达80～90％，比表面积为160m2/g，且比表面积约为硅藻土比表面积的5～10倍，使得载银硅藻壳的纳米银负载量远高于载银硅藻土，载银硅藻壳具有更优异的抗菌效果；
2)硅藻壳的sio2含量>95％，而硅藻土的sio2含量为60～80％，用于提纯硅藻土的高昂费用限制了硅藻土在陶瓷滤芯领域的应用；
3)硅藻土内部常见的碱金属氧化物(例如na2o和k2o)会在烧结时显著降低烧结温度，破坏内部的多级孔隙结构，而硅藻土内部常见的白云母片会堵塞微纳孔结构，两者均会降低硅藻土的纳米银负载量；
4)硅藻土属于不可再生的自然资源，而本申请所述硅藻壳完全人工养殖，具有取之不尽、用之不竭的优点，满足绿色环保的生态要求。
作为本发明优选的技术方案，按照质量百分含量计，步骤(1)所述原料颗粒包括：载银硅藻壳85～90％，例如85％、86％、87％、88％、89％或90％等，致孔剂4～10％，例如4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，助烧剂2～5％，例如2％、3％、4％或5％等，胶黏剂2～5％，例如2％、3％、4％或5％等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述致孔剂包括炭粉、淀粉、纤维素或碳酸钙中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例是：炭粉和淀粉的组合、淀粉和纤维素的组合、纤维素和碳酸钙的组合或炭粉和碳酸钙的组合等。
优选地，所述助烧剂包括氧化铝粉末、膨润土、石英土或氯化钾中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例是：氧化铝粉末和膨润土的组合、膨润土和石英土的组合、石英土和氯化钾的组合或氧化铝粉末和氯化钾的组合等。
优选地，所述胶黏剂包括羟甲基纤维素、聚乙烯醇或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例是：羟甲基纤维素和聚乙烯醇的组合、聚乙烯醇和聚乙二醇的组合或羟甲基纤维素和聚乙二醇的组合等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述载银硅藻壳的制备方法包括：对硅藻壳依次进行酸洗、煅烧、载银处理和二次煅烧。
本发明所述载银硅藻壳的制备原理为：硅藻壳微孔-介孔结构表面的硅羟基si-oh有助于ag+在其表面的附着，通过碱性条件下的载银处理将[ag(nh3)2]+或agoh附着在孔隙结构表面，随后经过焙烧将其转变为纳米银，从而实现对附着在硅藻壳表面微生物的灭活，进而改善陶瓷滤芯的净水效果并提高陶瓷滤芯的工作寿命。
优选地，所述酸洗为将所述硅藻壳在质量浓度为5～10％的盐酸溶液或硫酸溶液中浸泡2～4h，再将过滤后的硅藻壳用水清洗至ph＝6.5～7.5，然后在70～90℃下干燥1.5～2.5h，针对上述工艺参数的具体选择，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
优选地，所述煅烧为在580～620℃下的空气气氛中煅烧1.5～2.5h，可以有效地去除硅藻壳中残留的有机物，针对上述工艺参数的具体选择，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
优选地，所述载银处理为将煅烧后的硅藻壳在硝酸银溶液中浸渍0.5～1h，然后机械搅拌1.8～2.2h，可以实现ag+在硅藻壳微孔-介孔的内壁上均匀分布，随后滴加质量浓度为0.8～1.2％的氨水溶液至过量并静置1～2h，再将过滤后的硅藻壳用清水洗涤，然后在70～90℃下干燥1.5～2.5h，针对上述工艺参数的具体选择，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
优选地，所述硝酸银溶液中的硝酸银用量为煅烧后的硅藻壳质量的0.1～0.4％，例如0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％或0.4％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述硝酸银溶液的浓度为0.5～1g/l，例如0.5g/l、0.6g/l、0.7g/l、0.8g/l、0.9g/l或1g/l等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二次煅烧为在500～600℃下的空气气氛中煅烧1.5～2.5h，针对上述工艺参数的具体选择，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述研磨为球磨。
优选地，所述球磨的转速为250～350rpm，例如250rpm、270rpm、290rpm、300rpm、320rpm、340rpm或350rpm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述球磨的时间为1.5～2h，例如1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述混合粉料的粒径＜45μm，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述液相混炼采用的液相为聚乙烯醇和水。
优选地，步骤(2)所述液相混炼中聚乙烯醇的用量为所述载银硅藻壳质量的10～13％，例如10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％或13％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述液相混炼中水的用量为所述载银硅藻壳质量的13～16％，例如13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％或16％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述液相混炼的时间为2～3h，例如2h、2.2h、2.4h、2.5h、2.6h、2.8h或3h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述干燥的温度为80～120℃，例如80℃、90℃、100℃、110℃或120℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述干燥的时间为1.5～2.5h，例如1.5h、1.7h、1.9h、2h、2.3h或2.5h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述模具为石墨模具。
优选地，在步骤(3)所述热压烧结前，对封口后的模具进行烧结预处理。
优选地，所述预处理的压力为10～30mpa，例如10mpa、15mpa、20mpa、25mpa或30mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述热压烧结以4～6℃/min的加热速率升温至600～800℃。
本发明所述热压烧结的加热速率为4～6℃/min，例如4℃/min、4.3℃/min、4.5℃/min、4.8℃/min、5℃/min、5.5℃/min或6℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述热压烧结的温度为600～800℃，例如600℃、620℃、650℃、670℃、700℃、720℃、750℃、770℃或800℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述热压烧结的压力为10～20mpa，例如10mpa、12mpa、14mpa、15mpa、17mpa、19mpa或20mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述热压烧结的保温保压时间为2～4h，例如2h、2.2h、2.5h、2.7h、3h、3.3h、3.5h、3.8h或4h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述热压烧结在真空条件下进行。
优选地，步骤(3)所述热压烧结在热压烧结炉中进行。
本发明所述热压烧结是指将干燥粉料充填入模具内，然后置于热压烧结炉中，在真空条件下从单轴方向边加压边加热，使粉料在压坯过程中产生塑性变形，压坯原子获得扩散激活能，加速晶界迁移速率，从而获得高致密度的陶瓷滤芯；而且，本发明所述热压烧结工艺，是针对含有载银硅藻壳的混合粉料的性能进行设计的，压力为10～30mpa的烧结预处理能有效地将混合粉料达到后续热压烧结所需的密度，防止后续热压烧结过程中出现裂纹或内部缺陷，而进一步限制热压烧结的加热速率、温度、压力和保温保压时间，不仅可以保证载银硅藻壳的多孔结构不被破坏，还可以大大提高陶瓷滤芯的抗压强度。
作为本发明优选的技术方案，在步骤(3)所述热压烧结后还包括打磨抛光处理，进而得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量百分含量计，将包括载银硅藻壳85～90％，致孔剂4～10％，助烧剂2～5％，胶黏剂2～5％的原料颗粒进行混合，然后在250～350rpm的转速下球磨1.5～2h，得到粒径＜45μm的混合粉料；
其中，所述载银硅藻壳的制备方法包括：对硅藻壳依次进行酸洗、煅烧、载银处理和二次煅烧；
(2)将步骤(1)得到的混合粉料在聚乙烯醇和水中液相混炼2～3h，聚乙烯醇的用量为所述载银硅藻壳质量的10～13％，水的用量为所述载银硅藻壳质量的13～16％，然后在80～120℃下干燥1.5～2.5h；
(3)将步骤(2)处理得到的混合粉料装入石墨模具并封口，然后放入热压烧结炉中，先对封口后的模具在10～30mpa下进行烧结预处理，然后以4～6℃/min的加热速率升温至600～800℃并控制压力为10～20mpa进行热压烧结，在真空条件下保温保压时间2～4h，随后将热压烧结炉冷却至室温，对热压烧结后的陶瓷滤芯进行打磨抛光处理，进而得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
本发明所述制备方法通过热压烧结来制备载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯，既可以增加多孔陶瓷滤芯的抗压强度，延长其使用寿命，又可以保持载银硅藻壳内部原有的复杂孔隙结构，从而高效去除饮用水中有害的重金属离子、有机物和微生物。
本发明的目的之二在于提供一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯，利用目的之一所述制备方法制备。
优选地，所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的纳米银负载量为0.15～0.4％，例如0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％或0.4％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所述制备方法采用压制和烧结同时进行的热压烧结处理，使得烧结温度较低，不仅可以保证载银硅藻壳的多孔结构不被破坏，还可以大大提高陶瓷滤芯的抗压强度；
(2)采用本发明所述制备方法得到的载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯不仅含有负载着纳米银颗粒的载银硅藻壳，纳米银负载量为0.15～0.4％，具有优良的抗菌性能，可以保证生活用水水质安全，避免有害的重金属离子和微生物对人体的侵害，还具有吸附性能优良、过滤精度高达10～100μm、比表面积可以达到65m2/g、耐腐蚀效果显著、使用寿命较长等优点，进一步增加了产品市场竞争力。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量百分含量计，称取载银硅藻壳90％，作为致孔剂的炭粉4％，作为助烧剂的氧化铝粉末4％，作为胶黏剂的羟甲基纤维素2％的原料颗粒进行混合，然后在300rpm的转速下球磨2h，得到粒径＜45μm的混合粉料；
其中，所述载银硅藻壳的制备方法包括：先将深圳泰利能源公司生产的硅藻壳在质量浓度为5％的盐酸溶液中浸泡3h，再将过滤后的硅藻壳用水清洗至ph＝6.5～7.5，然后在70℃下干燥2h；随后在600℃下的空气气氛中煅烧2h；接着将煅烧后的硅藻壳在浓度为0.7g/l的硝酸银溶液中浸渍1h，硝酸银用量为煅烧后的硅藻壳质量的0.4％，然后机械搅拌2h后滴加质量浓度为1％的氨水溶液至过量并静置2h，再将过滤后的硅藻壳用清水洗涤，在80℃下干燥2h，完成载银处理；最后在600℃下的空气气氛中二次煅烧2h，得到所述载银硅藻壳；
(2)将步骤(1)得到的混合粉料在聚乙烯醇和水中液相混炼2.5h，聚乙烯醇的用量为所述载银硅藻壳质量的12％，水的用量为所述载银硅藻壳质量的15％，然后在100℃下干燥2h；
(3)将步骤(2)处理得到的混合粉料装入石墨模具并封口，然后放入热压烧结炉中，先对封口后的模具在20mpa下进行烧结预处理，然后以5℃/min的加热速率升温至800℃并控制压力为15mpa进行热压烧结，在真空条件下保温保压时间3h，随后将热压烧结炉冷却至室温，对热压烧结后的陶瓷滤芯进行打磨抛光处理，进而得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
实施例2
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，除了将步骤(3)所述热压烧结的温度由“800℃”替换为“900℃”，其他条件和实施例1完全相同。
实施例3
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，除了将步骤(3)所述热压烧结的温度由“800℃”替换为“500℃”，其他条件和实施例1完全相同。
实施例4
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，除了将步骤(3)所述热压烧结的压力由“15mpa”替换为“8mpa”，其他条件和实施例1完全相同。
实施例5
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，除了将步骤(3)所述热压烧结的压力由“15mpa”替换为“22mpa”，其他条件和实施例1完全相同。
实施例6
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，除了将步骤(3)所述热压烧结的加热速率由“5℃/min”替换为“3℃/min”，其他条件和实施例1完全相同。
实施例7
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，除了将步骤(3)所述热压烧结的加热速率由“5℃/min”替换为“7℃/min”，其他条件和实施例1完全相同。
实施例8
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量百分含量计，称取载银硅藻壳88％，作为致孔剂的碳酸钙4％，作为助烧剂的氯化钾3％，作为胶黏剂的聚乙烯醇5％的原料颗粒进行混合，然后在350rpm的转速下球磨1.5h，得到粒径＜45μm的混合粉料；
其中，所述载银硅藻壳的制备方法包括：先将深圳泰利能源公司生产的硅藻壳在质量浓度为10％的盐酸溶液中浸泡2h，再将过滤后的硅藻壳用水清洗至ph＝6.5～7.5，然后在70℃下干燥2.5h；随后在620℃下的空气气氛中煅烧1.5h；接着将煅烧后的硅藻壳在浓度为1g/l的硝酸银溶液中浸渍0.5h，硝酸银用量为煅烧后的硅藻壳质量的0.4％，然后机械搅拌2.2h后滴加质量浓度为1％的氨水溶液至过量并静置1h，再将过滤后的硅藻壳用清水洗涤，在90℃下干燥1.5h，完成载银处理；最后在500℃下的空气气氛中二次煅烧2.5h，得到所述载银硅藻壳；
(2)将步骤(1)得到的混合粉料在聚乙烯醇和水中液相混炼3h，聚乙烯醇的用量为所述载银硅藻壳质量的10％，水的用量为所述载银硅藻壳质量的13％，然后在120℃下干燥1.5h；
(3)将步骤(2)处理得到的混合粉料装入石墨模具并封口，然后放入热压烧结炉中，先对封口后的模具在30mpa下进行烧结预处理，然后以5℃/min的加热速率升温至800℃并控制压力为15mpa进行热压烧结，在真空条件下保温保压时间3h，随后将热压烧结炉冷却至室温，对热压烧结后的陶瓷滤芯进行打磨抛光处理，进而得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
实施例9
本实施例提供了一种载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量百分含量计，称取载银硅藻壳85％，作为致孔剂的淀粉6％，作为助烧剂的膨润土5％，作为胶黏剂的聚乙二醇4％的原料颗粒进行混合，然后在250rpm的转速下球磨2h，得到粒径＜45μm的混合粉料；
其中，所述载银硅藻壳的制备方法包括：先将深圳泰利能源公司生产的硅藻壳在质量浓度为10％的盐酸溶液中浸泡2h，再将过滤后的硅藻壳用水清洗至ph＝6.5～7.5，然后在90℃下干燥1.5h；随后在580℃下的空气气氛中煅烧2.5h；接着将煅烧后的硅藻壳在浓度为0.5g/l的硝酸银溶液中浸渍1h，硝酸银用量为煅烧后的硅藻壳质量的0.4％，然后机械搅拌1.8h后滴加质量浓度为1％的氨水溶液至过量并静置2h，再将过滤后的硅藻壳用清水洗涤，在70℃下干燥2.5h，完成载银处理；最后在600℃下的空气气氛中二次煅烧1.5h，得到所述载银硅藻壳；
(2)将步骤(1)得到的混合粉料在聚乙烯醇和水中液相混炼2h，聚乙烯醇的用量为所述载银硅藻壳质量的13％，水的用量为所述载银硅藻壳质量的16％，然后在80℃下干燥2.5h；
(3)将步骤(2)处理得到的混合粉料装入石墨模具并封口，然后放入热压烧结炉中，先对封口后的模具在30mpa下进行烧结预处理，然后以4℃/min的加热速率升温至600℃并控制压力为10mpa进行热压烧结，在真空条件下保温保压时间4h，随后将热压烧结炉冷却至室温，对热压烧结后的陶瓷滤芯进行打磨抛光处理，进而得到所述载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
对比例1
按照cn104043288a制作例1提供的制备方法制备载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯。
将上述实施例和对比例所得载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯进行如下性能测试：
微观结构：利用tescanvega3lmh扫描电镜对陶瓷滤芯的微观结构进行表征；
抗压强度：利用instron-2367万能试验机对陶瓷滤芯的抗压强度进行表征；
纳米银负载量：利用pe型原子吸收分光光度计(aas)对陶瓷滤芯的纳米银负载量进行表征；
抗菌率：按照国标jc/t897-2014《抗菌陶瓷制品抗菌性能》公开的浸渍振荡法，以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试菌种；
过滤精度：利用pssaccusizerfx-nano型颗粒计数仪对陶瓷滤芯的过滤精度进行表征；
比表面积：利用asap2020plushd88型全自动比表面积分析仪对陶瓷滤芯的比表面积进行表征；
有关上述实施例和对比例所得载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的相关测试结果见表1。
表1
由表1可以看出如下几点：
(1)本发明所述制备方法采用压制和烧结同时进行的热压烧结处理，相比于现有技术中先制坯料再烧结成型的工艺，可以将烧结温度降低，不仅可以保证载银硅藻壳的多孔结构不被破坏，还可以大大提高陶瓷滤芯的机械强度抗压强度；而且，制备得到的载银硅藻壳抗菌陶瓷滤芯的纳米银负载量为0.15～0.4％，具备优良的吸附性能，过滤精度高达10～100μm，比表面积可以达到65m2/g，还具有杀菌灭活作用，保证生活用水水质安全，延长陶瓷滤芯的使用寿命，进一步增加产品市场竞争力；
(2)对比实施例1和实施例2、3可以看出，由于实施例2或3中所述热压烧结的温度不在本申请所述600～800℃范围内，导致制备得到的陶瓷滤芯的抗压强度、纳米银负载量、过滤精度和比表面积均有所降低；
(3)对比实施例1和实施例4、5可以看出，由于实施例4中所述热压烧结的压力低于本申请所述10～20mpa，导致制备得到的陶瓷滤芯的纳米银负载量和过滤精度有所降低，由于实施例5中所述热压烧结的压力高于本申请所述10～20mpa，导致制备得到的陶瓷滤芯的过滤精度和比表面积有所降低；
(4)对比实施例1和实施例6、7可以看出，由于实施例6或7中所述热压烧结的加热速率不在本申请所述4～6℃/min范围内，导致制备得到的陶瓷滤芯的抗压强度、纳米银负载量、过滤精度和比表面积均有所降低；
(5)对比实施例1和对比例1可以看出，由于对比例1按照现有技术先制坯料再烧结成型的制备工艺，烧结温度较高，且严重程度破坏了硅藻壳的多孔结构，导致制备得到的陶瓷滤芯的微观结构仅部分完好，抗压强度也仅为25mpa，而且，纳米银负载量、抗菌率、过滤精度和比表面积均低于实施例1。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。